环境污染物检测就是通过采样、仪器分析等手段，定量/定性测定环境介质（空气、水、土壤、沉积物等）中污染物种类、浓度，判断是否超标，是环境管理的基础。本期岛津用户成果来自郑州大学化学学院团队，该研究针对环境水体中的对苯二胺及其醌衍生物开展检测分析，研究过程中除色谱等检测技术外，借助 XPS 完成材料表面元素组成、化学态表征，从分子层面佐证污染物转化机理，为该检测方法的机理研究提供关键表征数据支撑；岛津公司参与该项研究工作，相关合作成果发表于化学领域国际知名SCI期刊《Chemical Engineering Journal》上。
成果简介：一种超稳定的四氮杂环[2]芳烃[2]三嗪功能化MXene，用于环境水中对苯二胺及其醌衍生物进行高选择性和高灵敏度的检测
采用XPS分析方法，研究了合成过程中各阶段材料的化学组成和电子态。全扫描谱图（图1g）显示，在结合能约为284、458、684、531和400 eV处分别存在C 1s、Ti 2p、F 1s、O 1s和N 1s。MXene与MXene-OH之间存在明显差异，表明碱处理过程中含氟官能团被有效去除。高分辨率F 1s谱分析进一步证实了这一结论。同时，O 1s峰强度的增加表明MXene表面引入了羟基官能团。-OH和–O官能团为化学反应及客体分子识别提供了大量活性位点。由于TCT@MXene由MXene-OH制得，因此也未出现F 1s峰（图1l）。对高分辨率C 1s和Ti 2p谱的进一步分析也证实了上述结果。MXene谱图中可清晰观察到C–F和Ti–F键的特征，但在MXene-OH和TCT@MXene中均未出现这些峰（图1h和i）。这与之前讨论的FT-IR结果一致，表明在烷基处理后已消除Ti–F键。同时，TCT@MXene谱图中N 1s峰的存在证实了TCT成功负载于TCT@MXene表面。N 1s 峰的拟合进一步证实了这一结论（图1k）。TCT@MXene 中含氮的三嗪环可能是其与分析物相互作用的关键。此外，还对 MXene、MXene-OH以及 TCT@MXene（图1j）的 O 1s 谱进行了分析。在TCT@MXene的谱图中观察到了明显的改变，出现了一个与Ti-O-C键相对应的明显峰。该峰表明MXene表面的-OH基团与TCT中的–Cl原子之间发生了取代反应，这一结果与FT-IR分析一致。这一发现为活性MXene与TCT之间形成共价键提供了有力证据。
图1. (g) MXene、MXene-OH 和 TCT@MXene 的 XPS 全谱；TCT@MXene 的高分辨率谱：(h) C 1s；(i) Ti 2p；(j) O 1s；(k) N 1s 和 (l) F 1s。
仪器简介
全新一代Kratos AXIS SUPRA+ 是基于卓越的研发与制造，兼备高分辨采谱和快速平行成像功能的多技术型 X 射线光电子能谱。
卓越的便捷性：集样品全自动传输、全自动分析、智能数据采集处理于一体，体现了卓越的便捷性。
优异的性能：拥有多种 X 射线源、大半径双层能量分析器，杰出的荷电中和技术，使其获得了优异的性能。
丰富的扩展性：高能Ag Lα单色X射线源可有效区分光电子峰和俄歇峰并增加探测深度；搭配适应1000°C高温、3 MPa高压及模拟反应气氛的准原位催化反应池；适合不同波长和功率激光及模拟太阳光实时照射样品表面，在样品分析室进行原位光催化反应的光纤系统。
参考文献：Yichan Huo ,Xiong Wang, Yang Yi, Zhirong Yang, Wenchang Wang, Huaijie, Yao, Pingping Liu*, Wenfen Zhang*, Shusheng Zhang*. Chemical Engineering Journal., 522, 2025, 166988.
